請問 Echo 的原理是什麼呢?



  • 大家最愛用的 Echo 也是每個P最愛講的 user-dependent 的臨床利器,有人可以詳細解說一下他的原理嗎



  • 高中學到的超音波基本原理是time-of-flight
    一個音波從探頭出發、遇到物體反射回來,波速固定下,波的來回(飛行)時間和距離是可以互相換算的。
    回波訊號在組織中,除了遇到介質不連續而有強反射訊號外,也會依照個別的組織特性,而持續有散射波,才會不同組織區域中都有些許亮度差異。
    另外因波很難傳遞到空氣中,所以遇到氣泡才會呈現一片黑(某段時間沒有回波訊號)
    有一維空間概念後,在超音波影像上,你把波打到生物組織,會往三維空間亂跑亂射,就會分不清楚訊號到底是在哪裡遇到甚麼東西,所以超音波系統都是用陣列探頭來做。
    陣列探頭就是掃描的那根探頭其實是有數十個到上百個小探頭組成,原理像是指向性喇叭或收音設備,會有聚焦處理來專注在目標方向、深度的波源。
    在電路中,會計算設定的掃描深度位置,對應到各個小探頭的time-of-flight,把每個探頭的發射時間微調到能讓波前同時抵達目標區域,達成建設性干涉波,其他區域的訊號則因破壞性干涉而降低,這就是所謂的發射聚焦;反之亦然,接收回波訊號時,會再對每個深度點分別做時間延遲並加總的計算,來達到接收聚焦、重建出每處的訊號大小。
    然而這種聚焦方式,一次發射訊號只能在特定深度和方向。以一幅常見的B-mode扇形影像為例,都是經過至少數十次不同角度的掃描才運算重組出來的,運算的原始資料量還會多到每秒幾GB。
    其他像是color doppler mode之類的掃描,大多也是經過這類聚焦後的原始資料運算得來。


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